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中国矿业大学(北京)
二00七年硕士研究生入学试题
科目名称:矿山压力及其控制 共1页第1页 一﹑名词解释(30分) 1. 岩体弹性变形能p45
岩体受外力作用儿产生弹性变形时，在岩体内部所储存的能量，称为弹性变形能； 2.矿山压力p1
地下岩体在受到开挖以前，原岩应力处于平衡状态，开掘巷道或进行回采工作时，破坏了原始的应力平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布，直至形成新的平衡状态。这种由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。 3.岩体碎胀系数p8
岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比。 4.原岩应力p40
存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力。 5.增载系数p105
老顶来压时与平时压力强度的比值。 6.岩石蠕变p18
应力不变条件下，应变随时间延长而增加的现象。 7.岩体龟裂系数
岩石纵波波速与岩石骨架纵波波速的比值 8.支架工作阻力p124
支柱受顶板压力作用而反应出来的力称为支柱的工作阻力。 9.岩石的线弹性p11
岩石产生弹性变形时，应力-应变关系呈直线关系。 10.莫尔--库仑强度理论
莫尔强度理论认为，材料发生破坏是由于材料的某一面上剪应力达到一定的限度（即极限剪应力），而这个剪应力羽材料本身的性质和正应力在破坏面上所造成的摩擦力有关。即材料发生破坏除了取决于该点的剪应力，还与该点正应力相关。 二﹑绘图解释岩石应力-应变全过程曲线（10分）。
见p16，绘图1-9，答：岩石单轴受压条件下的全程应力应变曲线可划分为5个阶段。①„„②„„③„„④„„⑤„„ 三﹑简述岩体的基本特征（20分）。 见p30，（1）岩体的非均质性。由多种岩石组成的岩体，因其结构面方向、分布、密度以及„„其性质不同的特性。
（2）岩体的各向异性。因岩体中结构面的分布往往有一定的方向„„而表现出不同性质的特征。
（3）岩体的非连续性。由于岩体被各种结构面所切割，因此从总体上说岩体属于非连续介质。
四﹑绘图说明双向等压作用下圆形巷道周边应力分布规律，并加以解释。（15分） 见p194，绘图7-1、7-2
答：p194第一段中，巷道开掘后原岩应力重新分布，巷道围岩内出现应力集中。如果围岩应力小于岩体强度„„再向围岩深部即为处于稳定状态的原始应力区。 五、绘图说明采煤工作面前方支承压力的基本规律及其分区（15分）。
命题时间:2006年11月25日 (所有答案必须写在答题纸上,试题和答卷一起交回)
见p60，绘图2-26
答：一种分区方法是按岩体中切向力的大小，将其分为减压区、增压区和原岩应力区。减压区是岩体中切向应力小于原岩应力rH的区域；增压区是岩体中切向应力大于原始应力的区域，也就是通常所说的支承压力区；原岩应力区就是岩体中的切向应力等于原岩应力rH的区域，也称稳压区。一般可取岩体切向应力等于1.05rH的地方作为增压区和稳压区的分界线。
另一种分区方法是按岩体的受力状态进行分区，将岩体分为极限平衡区和弹性区。在巷道两侧或工作面煤壁中某处，岩体内的应力等于或大于该处岩体强度的区域，即最高支承压力以外的区域伟极限平衡区。在这个区域内岩体产生塑性变形或破坏。再向岩体深处岩体内的应力小于其强度极限，岩体处于弹性状态，即最高支承压力以里的区域为弹性区。弹性区包括一部分支承压力区和原始应力区。
六、试述近水平工作面推进过程中矿山压力显现的一般规律（10分）。 七、论述顶板压力估算的常用方法（15分）。 见p105-107.绘图4-11、4-12 答：（1.经验估算法）和（2.从老顶形成结构的平衡关系估算）两部分内容按照书中原文答。
3.威尔逊估算法
载荷作用力的位置与支架可能形成的最大反力的作用位置不一定一致，由于支架与围岩相互平衡而产生附加力Q3。力学模型如图。由力学分析，P=Q1+Q3 P·lp=Q1·l+Q3·r
由于垮落脚不同，将导致Q3作用位置不同。因而，威尔逊将直接顶分为以下几类：
顶板比较破碎 α=90。 破碎顶板 α=75。 中等稳定顶板 α=60。 稳定顶板 α=45。 坚硬顶板 α=30。
八、简述采场支架与围岩石相互作用原理（15分）。 见p146-147
答：回采工作面的支架与其支撑的围岩是一对相互作用的矛盾统一体。支架结构及性能的设计必须符合回采工作面围岩运动规律。
支架与围岩相互作用的特点有：
（1）支架与围岩是相互作用的一对力。在小范围内，围岩形成的顶板压力可看做是一个作用力，„„尽可能作用在一个作用点上。
（2）支架受力的大小及其在回采工作面分布的规律与支架性能有关。刚性、急增阻式、微增阻式或恒阻式支架受力在工作面的分布状态是不一致的，恒阻式支架的受力比较均匀。支架受力大小还与围岩的性质，即支架与围岩形成的总特征有关。
（3）支架结构及尺寸对顶板压力的影响。在支架架型选择合适时，可以用最小的工作阻力维护好顶板。
支架的支撑力对顶板下沉量的影响是有一定限度的，支架的支撑力较小时时，增加支架的支撑力可以较明显的减小顶板的下沉量，当支架支撑力达到一定程度后，再增加支架的支撑力对顶板下沉量的影响就比较小了。这也说明了回采工作面支架的支撑力并不能改变上覆岩层的总体活动规律。
命题时间:2006年11月25日 (所有答案必须写在答题纸上,试题和答卷一起交回)
本文来源：https://www.wddqxz.cn/e083a970f242336c1eb95eaa.html
2022-12-29
